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1. 復(fù)習,機械能守恒定律, 1. 內(nèi)容:, 2. 表達式:, 3. 適用條件:, 4. 解題一般步驟:, 1, 7.9 實驗:驗證機械能守恒定律, 2. 1. 實驗?zāi)康?驗證機械能守恒定律, 3. 2. 實驗原理 1. 在只有重力起作用的自由落體運動中,物體的重力勢能和動能分別轉(zhuǎn)化為其他,但總機械能保持不變。 設(shè)物體在某一時刻的瞬時速度為v,下落高度為h,則重力勢能的減少量為mgh,動能的增加量為mv2。 看看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 如果它們相等,則機械能守恒定律得到驗證。 4.2 速度的測量:做勻速變速運動 紙帶上某一點的瞬時速度等于相鄰兩點之間的平均速度vt。 第n點瞬時速度的計算方法為:測量第n點前后兩個相等時間段T內(nèi)落入第n點的距離。 xn 和 xn
2.1、按公式vn或vn計算,如圖21、圖21,5、3.實驗設(shè)備、實驗設(shè)備:打點定時器、紙帶、復(fù)寫紙、砝碼、秤、鐵架(帶鐵夾)、學生電源等7.9實驗:驗證機械能守恒定律課件ppt,打點定時器,紙膠帶,重物,鐵架, 6、問題1、本次實驗需要測量物體的質(zhì)量嗎? ,無需測量物體的質(zhì)量。 如果實驗需要計算勢能和動能的具體數(shù)據(jù),那么就必須知道物體的質(zhì)量。 ,7、問題2、紙帶上的第一個點為計時起點0(起點的速度應(yīng)為零,即當打點定時器擊中紙帶上的第一個點時,紙帶剛好開始下降)。 ,出發(fā)點,對于實際得到的紙帶,如何確定紙帶上的第一個點就是紙帶剛開始下落時被擊中的點? ,紙帶上前兩點之間的距離應(yīng)接近2mm。 ,8. 思考,是否可以避免這個出發(fā)點(即處理紙膠帶時?
3.我們可以不去起點嗎?)我們可以選擇兩個點A和B,比較它們的機械能EA和EB。 若將B點視為勢能0點,則: ,9。 問題3、如何測量物體的瞬時速度? 勻速運動的紙帶上一點的瞬時速度等于相鄰兩點之間的平均速度。 ,10. 四. 實驗步驟1 設(shè)備安裝:如圖22所示,將打點定時器固定在鐵架上,用電線將打點定時器連接至低壓交流電源。 此時電源開關(guān)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。 圖22,11,2 打紙帶:將紙帶一端用夾子固定在重物上,另一端穿過打點定時器的限位孔。 用手垂直提起紙帶,使重物停在打點定時器處。 接近定時器底部時,應(yīng)首先打開電源。 計時器穩(wěn)定后,松開紙帶,讓重物自由落下。 計時器將在紙帶上打印一系列圖案。
4. 單擊移除紙帶,更換新紙帶并再打印幾條(3 條和 5 條)。 3、選擇紙條:有兩種情況:(1)網(wǎng)點要清晰,選擇網(wǎng)點1、2。 對于距離小于或接近2毫米的紙帶,如果1點和2點之間的距離大于2毫米,這是先松開紙帶再打開電源造成的。 第一個點不是運動的起點。 ,不能選擇這樣的紙帶, 12、(2)用mgh驗證時,由于重力勢能的相對性,在加工紙帶時,選擇合適的點作為參考點,使得第一和第二紙帶上印有兩位數(shù)字,點之間的距離是否為2毫米并不重要,所以只要后面的點清晰就可以使用。 13,4 要求瞬時速度,請在第一個點上標記 O,并從稍靠后的一點開始。 依次標記1、2、3、4,測量每個點到位置O的距離h1、h2、h3、h4,用公式vn計算
5.求出各點對應(yīng)的瞬時速度v1,v2,v3,v4。,14,5守恒驗證方法1:用起始點和第n個點計算代入ghn,是否在允許范圍內(nèi)實驗誤差,ghn 意味著機械能守恒定律是正確的。 方法二:取任意兩點計算 (1)取任意兩點A、B測量hAB,計算ghAB。 (2) 計算值 (3) 如果在實驗誤差允許范圍內(nèi),ghAB 則說明機械能守恒定律是正確的。 15、方法三:圖像法從紙帶上選取多個點,測量從第一個點到其余點的跌落高度h,并計算每個點的速度v2的平方,然后以v2為縱軸, h 是橫軸。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制v2h圖。 如果圖形是一條過原點且斜率為g且在允許誤差范圍內(nèi)的直線,則機械能守恒定律得到驗證。 16.處理數(shù)據(jù)的圖像方法,
6. 該圖像的斜率是什么意思? ,為什么圖像會經(jīng)過原點呢? ,17, 5. 誤差分析1 本實驗中,由于重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點定時器阻力)做功,所以動能Ek 的增加量略小于重力勢能減少。 Ep 或 EkEp 是一個系統(tǒng)誤差。 改善的方法是調(diào)整設(shè)備的安裝方式,盡可能減少阻力。 2 本實驗中的另一個誤差來自于長度的測量。 這是一個意外錯誤。 減少誤差的方法是測量跌落距離。 時間是從O點開始測量,一次測量每個點對應(yīng)的落差高度,或者多次測量取平均值。 3、打點定時器(1)引起的誤差是由于交流電周期的變化引起打點時間間隔的變化而引起的。 錯誤; (2)計數(shù)點選擇不好,振動盤振動不均勻,紙帶放置方法不正確造成摩擦,造成實驗誤差。 18. 6. 注意事項
7、第1項應(yīng)盡可能控制實驗條件,即滿足機械能守恒的條件,這就要求盡量減少各種阻力的影響。 采取的措施是: (1)安裝打點定時器時,必須使用這兩個限值。 定位孔中心線嚴格垂直,以減少摩擦阻力(2)應(yīng)選擇質(zhì)量和密度較大的重物。 增加重力可以相對減少阻力的影響。 增加密度可以減小體積并允許空氣流動。 電阻減小。 19. 2 實驗過程中物理資源網(wǎng),握紙帶的手應(yīng)保持不動,并保證紙帶垂直連接電源。 等到打點計時器穩(wěn)定后再松開紙帶。 3、驗證機械能守恒時,可以在不測量物體質(zhì)量的情況下,通過比較是否等于ghn來驗證機械能是否守恒。 4、測量跌落高度時,為了減少測量值h的相對誤差,所選計數(shù)點應(yīng)距起點較遠,紙帶不易太長,有效長度可60 厘米至 80 厘米之間。 20,5 速度不能用vngtn或vn計算,因為只要認為加速度為g,機械能當然守恒,相當于用機械能守恒定律來驗證機械能守恒。 而且,使用vngtn計算出的速度如果大于實際值,會導(dǎo)致機械能增加的錯誤結(jié)論。 但由于摩擦阻力的影響,機械能應(yīng)減少,因此應(yīng)直接從紙帶上測量和計算速度。 同理,落錘的高度h,只能用秤直接測量,而不能用hn或hn計算。 21. 7. 實驗改進 可以用光電計時器測量物體在下落過程中經(jīng)過某個位置的速度。 該裝置可用于驗證機械能守恒。 該定律可以消除因紙帶與限位孔之間的摩擦阻力而引起的系統(tǒng)誤差7.9實驗:驗證機械能守恒定律課件ppt,22、